DE3812030C2

DE3812030C2 -

Info

Publication number: DE3812030C2
Application number: DE3812030A
Authority: DE
Inventors: Tsunemitsu Iwaki Fukushima Jp Torigoe
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1987-04-24
Filing date: 1988-04-11
Publication date: 1992-01-23
Also published as: JPS63266424A; DE3812030A1; KR880013035A; US4805995A

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Modulationselement des Durchlichttyps, welches eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung aufweist, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein solches optisches Modulationselement des Durchlichttyps ist aus der DE 32 35 275 A1 bekannt. Auch hier werden als Teilchen der Lichtabschirmmaske Kohlenstoffteilchen verwendet. Die Teilchen können Graphitteilchen sein, die durch einen aushärtbaren Kunstharzkleber zu einer Schicht verbunden ist. Hierbei liefert die zugehörige Maskenschicht gleichzeitig auch einen dunklen Bildhinter grund. Zwar soll die Dicke der Lichtabschirmmaske unterschiedlich zu ihrer Stützschicht (bzw. dem Substrat) gewählt werden, was aber keine Aussage über die Teilchengröße des Kohlenstoffes ergibt.

Bekannte Ausführungsformen eines optischen Modulations elementes sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer zugehörigen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung und

Fig. 2 eine ähnliche Schnittansicht, die jedoch die Klumpenbildung des Materials der Lichtabschirmmaske veran schaulicht.

Die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 1 gemäß Fig. 1 weist eine Flüssigkristallzelle 2, zwei polarisierende Platten 3, die an den gegenüberliegenden Außenflächen der Flüssigkristall zelle 2 angeordnet sind, und ein Farbfilter 4 auf, das an einer der polarisierenden Platten 3 angeordnet ist. Die Flüssigkristallzelle 2 enthält ein oberes Glassubstrat 5, ein unteres Glassubstrat 6 und eine Flüssigkristallschicht 7 zwischen dem oberen und unteren Glassubstrat 5, 6 die luft dicht über nicht dargestellte Dichtelemente eingeschlossen ist. Eine gemeinsame Elektrode 9 ist an einer Innenfläche des oberen Glassubstrates 5 über eine Unterschicht 8 aus Silizium carbid und ein Orientierungsfilm 10 an der Innenfläche der gemeinsamen Elektrode 9 ausgebildet. Eine Vielzahl von Segment elektroden 12, die ein Anzeigemuster bilden, ist an einer Innenfläche des unteren Glassubstrats 6 über eine andere Unterschicht 11 aus Siliziumcarbid ausgebildet. Mehrere Lichtabschirmmasken 13, die einen Hintergrundbereich bilden, sind an den Stellen der Unterschicht 11 ausgebildet, an denen keine Segmentelektroden 12 ausgebildet sind. Die Licht abschirmmasken 13 sind dadurch ausgebildet, daß schwarze Farbe im Offset-Druckverfahren o. dgl. aufgebracht ist. Ein weiterer Orientierungsfilm 14 ist auf der Unterschicht 11 ausgebildet und überdeckt die Segmentelektroden 12 sowie die Lichtabschirmmaske 13. Ein Flüssigkristallmaterial ist zwischen den Orientierungsfilm 10 des oberen Glassubstrates 5 und den anderen Orientierungs film 14 des unteren Glassubstrates 6 eingefüllt und bildet eine Flüssigkristallschicht 7.

In der Flüssigkristallzelle 2 sind die polarisierenden Plat ten 3 an den Außenflächen des oberen Glassubstrates 5 und des unteren Glassubstrates 6 so aufgebracht, daß ihre Polarisa tionsachsen zusammenfallen, und ferner ist der Farbfilm oder das Farbfilter 4 auf eine Außenfläche einer der polarisierenden Platten 3 neben dem unteren Glassubstrat 6 aufgebracht.

Bei der Herstellung dieser Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung treten Schwierigkeiten insofern auf, als ein hoher relativ hoher elektrischer Kriechstrom zwischen der gemeinsamen Elektrode und einer Segmentelektrode auftritt und Ausschuß verursacht. Untersuchungen zeigen, daß der Hauptgrund die Tatsache ist, daß die Teilchen in der schwarzen Farbe der Lichtabschirm maske mit normalerweise einen Durchmesser von 0,4 bis 0,8 µm relativ groß, nicht gleichförmig sind und dazu neigen, zusammenzuklumpen. Diese Teilchenansammlung an den Schichten der Lichtabschirmmaske 13 bilden Vorsprünge 15, wie in Fig. 2 dar gestellt, die sich bis zur gemeinsamen Elektrode 9 erstrecken und letztere mit einer Segmentelektrode 12 kurzschließen.

Zwar ist denkbar, die Vorsprünge 15 der Teilchen der Lichtabschirmmaske dadurch zu entfernen, daß die Oberfläche der Schichten der Lichtabschirmmaske 13 mit einer Rolle o. dgl. gewalzt werden, um die eine Silikongummischicht aufgebracht ist, um die Vorsprünge 15 zu brechen. Dies bereitet jedoch Schwierigkeiten, da das Material der Lichtabschirmmaske ein Kunstharz (US 45 91 240) und verglichen mit Silikongummi sehr hart ist. Dieser Brechvorgang reicht daher nicht aus, um die Vorsprünge 15 so zu entfernen, daß die schädliche elektrische Verbindung zwischen der gemeinsamen Elektrode 9 und der Segmentelektroden 12 beseitigt wäre.

Zwar ist aus der DE 34 08 110 A1 ebenfalls ein optisches Modulationselement für eine Zeitmultiplex-Ansteuerung mit einer Elektrodenstruktur bekannt, bei der außer Signalelektroden eine Vielzahl von Zeilenelektroden vorhanden sind. Zeilenelektroden und Signal elektroden bilden eine Anzeigematrix (Anzeigemuster). Die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung bildet hier jedoch einen Flüssigkristallverschluß, wobei die Lichtabschirmmaske durch das Material Metall, also nicht durch einzelne Partikelchen gebildet ist. Zwar befindet sich zwischen den Zeilenelektroden noch eine isolierende andere Lichtabschirmmaske aus einem PVA-Film, der durch einen lichtundurchlässigen Farbstoff angefärbt wird. Insofern entspricht diese Lichtabschirmmaske der vorbezeichneten Schwarzmaskenschicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem optischen Modulationselement der eingangs genannten Art die Ansammlung oder die Klumpenbildung der einzelnen Teilchen in der Lichtabschirmmaske und somit die Bildung unerwünschter, einen Kriech strom verursachenden elektrischen Kontaktstellen zwischen den Elektroden und den zugehörigen Ausschuß zu vermeiden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem optischen Modulationselement gemäß Oberbegriff durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Maßnahmen erreicht.

Bei einer derartigen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung haben die Kohlenstoffteilchen in der Farbe der Lichtabschirm maske jetzt einen optimal kleinen Durchmesser und eine im wesentlichen optimierte, gleichförmige Größe. Das hat zur Folge, daß eine Ansammlung und Klumpenbildung der Kohlen stoffteilchen zur Bildung eines Vorsprunges ausgeschlossen ist und eine elektrische Verbindung zwischen der gemeinsamen Elektrode und einer Segmentelektrode vermieden werden kann.

Der Grund dafür, warum der Durchmesser der Kohlenstoffteil chen aus dem Bereich von etwa 0,1 bis etwa 0,3 µm gewählt ist, besteht darin, daß bei einer Überschreitung von 0,3 µm die Ansammlung oder Klumpenbildung der Kohlenstoffteilchen nicht mehr in ausreichendem Maße verhindert werden kann, so daß Vorsprünge aus Kohlenstoff auftreten, und dann, wenn der Durchmesser kleiner als 0,1 µm ist, es technisch schwierig wird, Kohlenstoffmaterial mit einer derartigen Teilchengröße zu erzeugen, und die Verwendung eines solchen Kohlenstoffmaterials die Kosten der Flüssigkristall-Anzeige vorrichtung erhöhen wird.

Beispiel

Es wurden Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen A und B und zum Vergleich eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung C hergestellt. Dabei hatten die Flüssigkristall-Anzeige vorrichtungen A, B und C gemeinsam den in Fig. 1 dargestell ten Aufbau, wobei der einzige Unterschied in dem Durchmesser der Kohlenstoffteilchen bestand, aus welchen die schichtförmige Lichtabschirmmaske 13 gebildet ist.

Die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen A, B und C verwenden Kohlenstoffteilchen im wesentlichen gleichförmigen Durchmessers von etwa 0,1 µm, bis etwa 0,3 µm. Die zugehörigen schwarzen Farben bestehen aus einem Gemisch von 15-18 Gew.-% gleichförmig dispergierten Kohlenstoffteilchen, 50 bis 60 Gew.% Alkydharzfirnis oder- lack, 10 bis 15 Gew.% Öl-Kohlenwasserstoffen mit einem Siedepunkt von 300 bis 340°C, 1 bis 1,5 Gew.% eines Trocknungsmittels und 0,5 Gew.% eines Trocknungsverzögerungsmittels.

Die Lichtabschirmmasken 13 aus schwarzen Farben wurden dadurch ausgebildet, daß die schwarze Farbe im Offset-Druckverfahren für die Flüssig kristall-Anzeigevorrichtungen A, B oder C über eine Unter schicht 11 auf eine Innenfläche eines unteren Glassubstrates 6 mit Segmentelektroden 12 aufgebracht wurde, die vorher aus gebildet wurden, und dann die schwarze Farbe bei einer Tem peratur von etwa 160°C eine Stunde lang erwärmt wurde, um die schwarze Farbe zu trocknen. In diesem Fall wurde die Lichtabschirmmaske 13 mit einer Stärke von 0,5 bis 3 µm ausge bildet.

Die Oberflächen der Lichtabschirmmaske der Flüssigkristall- Anzeigevorrichtungen A, B und C, die unter Verwendung von Kohlenstoffmaterial von verschiedener Teilchengröße aus gebildet wurde, wurden an elektronenmikrospischen Fotogra fien betrachtet. Diese Betrachtung zeigte, daß die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen A und B, bei denen die Kohlenstoffteilchengröße jeweils etwa 0,1 µm und etwa 0,3 µm betrug, keine beobachtbaren Vor sprünge zeigten, die durch eine Ansammlung oder eine Klum penbildung der Kohlenstoffteilchen hervorgerufen wäre, wäh rend die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung C, bei der die Kohlenstoffteilchengröße etwa 0,5 µm betrug, beobachtbare Vorsprünge zeigte, die um etwa 5,5 bis 9,5 µm von der Ober fläche der Lichtabschirmmaske vorstanden.

Es ist darauf hinzuweisen, daß zwar bei dem in Fig. 1 dar gestellten Ausführungsbeispiel die Lichtabschirmmaske 13 auf dem unteren Glassubstrat 6 ausgebildet ist, auf dem auch die Segmentelektroden 12 vorgesehen sind, daß jedoch derartige Schichten der Lichtabschirmmaske auch auf der gemeinsamen Elektrode 9 des oberen Glassubstrates 5 ausgebildet sein können. Im zuletzt genannten Fall sind die Schichten der Lichtabschirmmaske so angeordnet, daß sie einen Hintergrundbereich relativ zum Anzeigemuster liefern, das durch die Segment elektroden 12 gebildet wird.

Claims

Optisches Modulationselement des Durchlichttyps, welches eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung aufweist, deren Flüssig kristallschicht (7) zwischen lichtdurchlässigen oberen (5) und unteren (6) Substraten eingeschlossen sowie deren Anzeige muster durch eine gemeinsame Elektrode (9) und durch hierzu beabstandete Segmentelektroden (12) elektrisch steuerbar ist, wobei eine schichtförmige Lichtabschirmmaske (13) aus Kohlen stoffteilchen auf einer zur Flüssigkristallschicht (7) weisenden Innenfläche eines Substrates (6) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Kohlenstoff teilchen jeweils im Bereich zwischen 0,1 bis 0,3 µm liegt.